Ch13.6-8(稳恒电流的磁场)解释.pptVIP

解： 例：求一无限长直载流导线的磁场对另一直载流 导线ab的作用力。 已知：I1、I2、d、L L x d b a 1. 分析 方向：垂直屏幕面向外。 如有 N 匝，则： l1 l2 磁场对线圈 abcd 产生的磁力矩 d (c) a (b) ⊙ 三、磁场对载流线圈的作用 2. 定义磁矩： 线圈的磁矩 表示载流线圈性质的物理量，方向由线圈法线方 向决定，法向与电流的方向满足右手螺旋法则： 则 讨论: 2. ? =? /2 时，sin? = 1， Mmax = pmB，可用此 定义 B 的大小。 ? = 0时，M = 0，稳定。 ? =? 时，不稳定； ⊙ ⊙ ⊙ I 推广到任意形状平面线圈在均匀磁场中也成立。 对非均匀场，有： 磁场对载流线圈的作用-------总结 . 如果线圈为N匝, 讨论 . （1） （2） （3） §13-8 磁力的功（Work of Magnetic Force） 一、载流导线在磁场中运动时磁力的功 磁通量变化 上式表明：当载流导线在磁场中运动时，如果电流保 持不变，磁力所作的功等于电流强度乘以通过回路所环 绕面积内磁通量的增量；也可以说，磁力的功等于电流 强度乘以载流导线在移动过程中所切割磁力线数。 二.载流线圈在磁场中转动时磁力矩所做的功 + . . 磁矩与磁场的相互作用能 载流线圈在磁场中转动时磁力的功总结 ⊙ ⊙ 说明：① 上式对任何形状的线圈都适用； ② 若电流变化，则 总功： [例题1] 已知：半径为 R 的半圆形线圈，载有电流I， 处于磁感应强度为 B 的均匀磁场中。 求: 解：（1） 方向： 方向向下。 注意：力矩的方向与转动方向不同。 R I 例：一半径为R的半圆形闭合线圈，通有电流I，线圈放在均匀外磁场B中，B的方向与线圈平面成300角，如右图，设线圈有N匝，问： （1）线圈的磁矩是多少？ （2）此时线圈所受力矩的大小和方向？ （3）图示位置转至平衡位置时， 磁力矩作功是多少？ 解：（1）线圈的磁矩 pm的方向与B成600夹角 可见，磁力矩作正功 磁力矩的方向由 确定，为垂直于B的方向向上。即从上往下俯视，线圈是逆时针 （2）此时线圈所受力矩的大小为 （3）线圈旋转时，磁力矩作功为 [例题2] 一平面圆盘，半径为 R，面电荷密度为 ?，圆盘在磁场 中绕其轴线 AA? 以角速度 ? 转动， 垂直转轴 AA?，试证明圆 盘所受力矩的大小为 解：取 r 处宽为 dr 的圆环，带电量为： 方向： 引申： 本题如求盘心处的 B 值，则应如何求? 解：取 r 处宽为 dr 的圆环，带电量为： 在 O 点处产生的磁场为： 如求 AA? 上任一点的磁感应强度，怎么求? * * * 复 习: 2. 安培环路定理： 与静电场比较： 1. 高斯定理： 3. 需记住的几个结论： (1)无限长载流圆柱导体的磁场： (2)螺绕环内部的磁场： (3)无限大通电平面的磁场： 一、 洛仑兹力 洛仑兹 运动电荷在磁场中受力为： 大小： 方向：由右手螺旋法则判定 另外： 性质： (1) 洛仑兹力只改变速度方向，不改变速度大小。 (2) 洛仑兹力对带电粒子不做功，不改变粒子的动能。 §13?6 磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力Magnetic force on a moving charge (Lorentz force) 荷兰物理学家，获 1902 年诺贝尔物理学奖。 + + － V V V × × × × × × × × × × × × [例1] 判断下列几种情况带电粒子的受力方向。 FL FL FL + V － V · · · · · · · · · · · · · · · FL FL [例2] 试比较两带电粒子平行运动且具有相同速 率的静电力与洛仑兹力的比。 q1 + V q2 + V r12 FC 解：如图所示 r12= r21= r 斥力 q1 + V q2 + V r12 FC 大小： 方向： × 大小： 方向：如图所示，引力 FL 一般情况下，洛伦兹力比静电力小得多。 1. 在均匀电场中 (1) 作匀加速直线运动。 (2) 作抛体运动。 可据此进行电偏转 偏折度： 抛物线：电子显像管原理 (3) 成一角度：与重力场类似，斜抛运动。 二、带电粒子在电磁场中的运动 O y x E y 2. 在均匀磁场中 (1) 作匀速直线运动 (2) 作圆周运动， (3) 作螺旋线运动， R，T 均可求出。 磁偏转 旋转周期： 与V0无关 磁聚焦。 R × × × × × × × × × × × × × × × × × × × ×